Jaké typy přenosů existují? Základy a aplikace v mechanice a strojírenství.

Na strojích a zařízeních se používají mechanické, elektromechanické, hydraulické, pneumatické a elektrické pohony, tzn. zařízení skládající se z motoru a převodového mechanismu (převodovky).

Všechny je lze rozdělit na:

• přenos rotačního pohybu
• lineární přenos pohybu
• přenosy pro pohyb spoje
• podle daných zákonů změn rychlosti nebo dané trajektorie.

Nejběžnější přenos mechanické energie je při rotačním pohybu.

Přenosy lze klasifikovat podle:

– princip fungování – ozubené převody, třecí převody, se současným použitím ozubení a tření (převodový řemen). Ozubené převody lze provádět přímým stykem valivých těles (třením) a pružnými řemenovými spoji.

– změna úhlové rychlosti – pro ozubená kola zvyšující rychlost pohybu článků (násobiče) a ozubená kola snižující rychlost pohybu článků (reduktory);

– změna převodového poměru – pro převody s konstantním převodovým poměrem, převody se stupňovým převodovým poměrem (převodovky) a převody s plynulou změnou převodového poměru (variátory),

– směr otáčení – pro ozubená kola s konstantním směrem otáčení a ozubená kola s měnícím se směrem otáčení.

– trvání působení — pro převodovky na jedno použití, krátkodobé periodické převody a převody s dlouhou životností.

– počet toků přenášeného výkonu — jedno a vícestupňové převody.

– počet kroků ve kterém se mění převodový poměr,
pro jedno i vícestupňové převody.

Ozubená kola pro konverzi typů pohybu lze rozdělit na ozubená kola pro konverzi:

• rotační pohyb na posuvný přímočarý pohyb (šnekové a jiné mechanismy);
• rotační pohyb až kývavý pohyb (páka a další mechanismy);
• rotační pohyb současně do kývavého a vratného pohybu (převody typu vahadlo-trakční a klikové mechanismy);
• vratný pohyb v rotační pohyb (ojnice-klika a další mechanismy)

Mezi ozubenými koly určenými k přeměně rotačního pohybu na translační pohyb jsou nejběžnější ozubená kola typu šroub-matice.

K provádění pohybu podle daného zákona změny rychlosti nebo po složité trajektorii se nejčastěji používají vačkové, pákové a ventilové mechanismy.

Převodovky lze klasifikovat podle:

1. hodnota obvodové rychlosti – u pomaloběžných převodů, pokud obvodová rychlost v místě záběru nepřesahuje 3 m/s, středorychlostních převodů, pokud obvodová rychlost nepřesahuje 4-15 m/s, a vysokorychlostních převodů, pokud obvodová rychlost je více než 15 m/s.

Při návrhu je třeba zohlednit hodnotu obvodové rychlosti. Vysokorychlostní ozubená kola tedy vyžadují zvýšenou přesnost při výrobě dílů, použití úzkých ozubených kol, s přihlédnutím k dalším dynamickým zatížením vznikajícím nárazem zubů atd.

2. jmenování — pro výkonové a kinematické převodovky,

3. relativní poloha hřídelí – ozubená kola s rovnoběžnými, protínajícími se a protínajícími se osami.

4. typ zubu – pro ozubená kola s přímými, šikmými, šípovými a šikmými zuby.

5. tvar křivky, tvořící pracovní plochu profil zubu – pro ozubená kola s evolventním profilem zubu, s profilem zubu tvořeným kruhovými oblouky, s trojúhelníkovým profilem zubu (hodiny, lucerna apod.).

6. typ zapojení – pro vnější ozubená kola, vnitřní ozubená kola a ozubená kola sestávající z ozubeného kola s vnějšími zuby a ozubené tyče.

7. povaha relativního pohybu ozubených kol – pro jednoduché a planetové převody.

Planetová kola, která mají ozubená kola s pohyblivými geometrickými osami, mohou mít jeden nebo dva stupně volnosti. V druhém případě se nazývají diferenciální.

Vlnové převody podle principu činnosti lze rozdělit na třecí, ozubené a šroubové.

Tendence ke zvýšení rychlosti otáčení elektromotorů vede k tomu, že u některých mechanismů se může zvýšit celkový převodový poměr. Převodové poměry v jednostupňových převodovkách však nepřesahují 8. 10. Pro velké převodové poměry mezi motory a převodovými mechanismy se používají vícestupňové převody. Podle kinematických a konstrukčních schémat se rozlišují následující vícestupňové převody:

• vícestupňové ozubené převody koaxiálního systému,
• vícestupňové převodovky rozšířeného schématu,
• převodovky s děleným vysokorychlostním stupněm,
• kombinované vícestupňové převody včetně různých typů ozubených kol včetně šroubových nebo šnekových.

Klíčové ukazatele pro výběr mechanických převodů:

1) Převodový poměr

2) Přenášený točivý moment a přenášený výkon

3) Otáčky hnacího hřídele

4) Faktor účinnosti

5) Celkové rozměry převodovky

8) Trvanlivost, životnost

10) Provozní režim

11) Možnost regulace

Při výběru typu převodovky zohledněte soulad jejich charakteristik s obecnými a speciálními požadavky.

Optimální volba převodu je poměrně složitý úkol, který je dán rozmanitostí převodů, jejich charakteristikami a nutností hodnotit jak absolutní, tak konkrétní technicko-ekonomické parametry převodů.
Nosnost jednoproudových převodů je dána kontaktní pevností zubů.

Pro vysoké výkony je vhodnější volit vícezávitová kola s vnitřním ozubením, s vysokou kontaktní a ohybovou pevností zubů a výkonem třecích jednotek. Široká škála změn v charakteristikách ozubených kol a požadavků a kritérií však ztěžuje optimální výběr ozubeného kola a součástí v něm obsažených.

Zobrazení: 24160 | Datum zveřejnění: středa, 06. srpna 2014 10:00 |

Akční členy kovoobráběcích strojů dostávají pohyb od elektromotorů přes různá mechanická zařízení nazývaná ozubená kola. Mechanismy pro přenos otáčivého pohybu lze rozdělit na ozubená kola s pružným spojením, u kterých jsou ozubené díly vzájemně spojeny pružným článkem, a ozubená kola s přímým kontaktem.

K prvnímu typ rotačního převodu zahrnuje řemenové a řetězové pohony a druhý zahrnuje ozubené, šnekové a třecí pohony. Flexibilní převody. Řemenové pohony přenášejí rotační pohyb mezi paralelními hřídeli umístěnými ve značné vzdálenosti od sebe. V závislosti na typu použitých řemenů mohou být ploché nebo klínové. Nejpoužívanější u frézek jsou pohony klínovými řemeny (rýže. 1, a).

Rýže. 1. Mechanismy přenosu rotačního pohybu s pružnou spojkou

Jakýkoli převod otáčivého pohybu je charakterizován převodovým poměrem, který je obecně chápán jako poměr rychlosti otáčení hnaného hřídele k rychlosti otáčení hnacího hřídele:

kde n₁ — rychlost otáčení hnacího hřídele, ot/min; n₂ — rychlost otáčení hnaného hřídele, ot./min.

Otáčky hnaného hřídele se rovnají otáčkám hnacího hřídele vynásobeným převodovým poměrem

Převodový poměr řemenového pohonu je definován jako poměr průměru hnací řemenice D₁ na hnaný průměr D₂ a vyjadřuje se vzorcem

příklad. Hřídel elektromotoru stroje činí 1460 ot./min. Určete rychlost otáčení hnaného hřídele, pokud D₁= 150 mm a D₂= 250 mm.

Rotační řetězové pohony

Řetězové převody otáčivého pohybu, stejně jako řemenové, slouží k přenosu otáčivého pohybu mezi paralelními hřídeli umístěnými ve značné vzdálenosti od sebe. Jsou schopny přenášet vysoké síly i při nízkém napnutí řetězu a bez prokluzu. Na rýže. 1, b je znázorněn řetězový pohon s válečkovým řetězem s pouzdrem.

Převodový poměr řetězového pohonu je určen vzorcem

kde z₁ — počet zubů hnacího řetězového kola, z₂ — počet zubů hnaného řetězového kola.

Převody rotačního pohybu s přímým kontaktem

Ozubená kola jsou typem přenosu otáčivého pohybu mezi hřídeli, ve kterém se menší ze dvou do sebe zapadajících kol obvykle nazývá ozubené kolo a větší je kolo. Podle vzájemné polohy hřídelů, typu ozubených kol a tvaru na nich vyřezaných zubů se rozlišují ozubená kola válcová, kuželová a šikmá.

Pomocí ozubených kol v kovoobráběcích strojích probíhá komunikace mezi prvky kinematických dvojic, rychlosti otáčení se mění jak ve velikosti, tak ve směru.

Rýže. 2. Rotační ozubená kola

Ozubená kola mohou být jednoduchá nebo složitá. První (rýže. 2, a) sestávají ze dvou propojených kol: pohon 1 s počtem zubů z₁ a poháněné 2 s počtem zubů z₂. Hnací a hnaná kola v jednoduché převodovce se otáčejí různými směry. Převodový poměr takové převodovky je určen vzorcem

kde z₁ — počet zubů hnacího kola, z₂ — počet zubů hnaného kola.

Pro změnu směru otáčení hnaného kola při nezměněném otáčení hnacího kola je mezi ně instalováno mezilehlé (parazitní) kolo z (rýže. 2, b), který nemění převodový poměr, jak je patrné z výrazu:

Složitý ozubený převod rotačního pohybu se skládá z několika jednoduchých, mezi kterými dochází k sekvenčnímu přenosu pohybů. Převodový poměr složitého ozubeného kola je v tomto případě definován jako součin převodových poměrů jednoduchých ozubených kol zapojených do záběru. Komplexní přenos zobrazený v rýže. 2, v, skládá se ze dvou jednoduchých s ozubenými koly z₁ a z₂; z₃ a z₄a jeho převodový poměr je určen vzorcem

Pohyb šnekového převodu

Rotační pohyb šnekového převodu (viz obr. 2, d, Přenos pohybu stroje) se provádí mezi protínajícími se a vzájemně kolmými hřídeli. Hnacím článkem je obvykle šnek a hnaným článkem je šnekové kolo. Když se šnek otočí o jednu otáčku, šnekové kolo se otočí o počet zubů rovný počtu běhů šneku:

• s jednovláknovým červem – na zub;
• s dvoustartem – na dva zuby atp.

Převodový poměr šnekového převodového mechanismu je definován jako poměr počtu průchodů šneku k počtu zubů šnekového kola a je vyjádřen vzorcem

kde k je počet chodů šneku, z je počet zubů šnekového kola.